Зелёная энергия
или как добывать энергию, не вредя Земле!
Что такое
"зелёная энергия"?
Буквально век назад люди даже и не задумывались о том, какой колоссальный вред они наносят природе, сжигая древесину, нефть и уголь.

Но с развитием технологий появились новые источники энергии, которые не производят отходов!

Такая энергия называется "зелёной", потому что не наносит вред нашей любимой природе :)

С помощью этого кейса ты не только начнешь разбираться в источниках альтернативной энергии, но и сможешь повысить КПД одной из них, автоматизировав её :)

Если ты забыл, что такое КПД - это коэффициент полезного действия
Где используется солнечная энергия?
Сегодня безотходная энергия становится всё более популярной, убедись в этом сам!
А вот подборка удивительных способов применения солнечной энергии
Цель кейса
А теперь давай поговорим о том, что же в итоге у тебя должно получиться:

Тебе нужно создать рабочий макет установки, накапливающей солнечную энергию в аккумуляторах, при этом она должна быть не пассивной, а активной. То есть системой, которая сможет поворачиваться вслед за солнцем, за счет чего она будет увеличивать свою эффективность
Одна из моих компаний как раз занимается установкой солнечных батарей на крышах домов, ведь в чистой энергии заключается наше счастливое будущее!
Илон Маск
Техническое задание
А теперь давай посмотрим, что же именно нужно будет сделать. Чтобы твоя установка работала правильно, она должна соответствовать этим требованиям:


  • Может вырабатывать мощность = 10 ВТ (этого достаточно для зарядки powerbank или телефона)
  • Безопасна и компактна
  • Может поворачиваться вслед за солнцем
  • Имеет разъём для USB
  • Имеет аккумуляторы для сохранения заряда
  • Имеет индикацию, соответствующую протеканию тока и полной зарядке аккумуляторов
  • Рассчитан энергобаланс
Материалы
Которые тебе понадобятся, чтобы сделать твой замечательный проект :)
Электронные компоненты
  • Arduino uno
  • Солнечные панели
  • Датчик освещенности
  • Модуль microSD
  • Аккумулятор
  • Модуль питания
  • Светодиоды
  • Сервопривод
Расходники:
  • Макетные провода
  • Припой
  • Канифоль
  • Фанера/пластик для корпуса
Оборудование:
  • Ноутбук
  • Паяльник
  • 3D-принтер
  • Инструменты (отвертки, плоскогубцы, кусачки и т.д.)
Этапы проекта
Давай пройдем все эти этапы вместе!
Планирование
Создание макета
Эксперимент
Защита
Этап 1
Планирование
А сейчас давай подумаем: с чего бы начать? На первом этапе самым лучшим вариантом будет разработать план действий.

Попробуй разбить весь проект на несколько небольших задач и ответь на вопрос, какие маленькие шаги нужно сделать для достижения каждой из них?

Ещё можно решить вопрос о внешнем виде твоей установки и о том, что именно будет в неё входить. Кстати, рассчитать необходимые параметры тоже стоит заранее.
Что для этого нужно сделать?
Сделав эти шаги, ты получишь четкое понимание, что делать дальше, и точно успеешь все в срок :)
Определить функционал
Внимательно перечитай ТЗ, пойми, что должна делать установка, что в неё будет входить. В конце определи круг работ, которые тебе предстоит сделать, чтобы получить качественный продукт
Поставить задачи
Когда ты понял объем работы, попробуй разбить её на маленькие задачи, раздели обязанности в команде, чтобы каждый знал, что он делает. Не забудь установить сроки, к которым должны быть выполнены задачи
Нарисовать набросок
Чтобы работа шла лучше, попробуй визуализировать свою установку, обдумай расположение и взаимосвязи каждого элемента. Для этого просто сделай несколько набросков: рисуй, перечеркивай, делай новые рисунки, пока не сложится полная картина
Произвести расчеты
А теперь пойдут в бой законы физики. Вспомни, чему тебя учили, когда вы проходили электричество. Применяя закон Ома, рассчитай, каким образом нужно соединить солнечные панельки, аккумуляторы и прочие элементы, чтобы добиться требуемого значения мощности
Полезные сайты про датчики
Амперка
http://wiki.amperka.ru/
Вольтик
https://voltiq.ru/wiki/
3D-DIY
https://3d-diy.ru/wiki/
Не стоит быстро пролистывать этот блок, потому что потом ты будешь судорожно искать информацию, а она была прямо у тебя под носом!
Этап 2
Сборка и программирование
Как только все спланировано, можно приступать к делу! На прошлом этапе вы распределили обязанности, а теперь давайте узнаем, что же должны делать конструкторы, а что программисты
Конструктор
Сделай 3D-модель корпуса
Чтобы не испортить материалы, лучше сначала сделать 3D-модель, а потом уже делать руками. Поэтому сначала сделай подробную модель в программе, посмотри, всё ли на своих местах? Может быть что-то где-то торчит или может отвалиться?
Распечатай/сделай детали
Как только всё, вплоть до болтика, продумано, то можно приступать к созданию деталей, а точнее к их печати на 3D-принтере или вырезанию деталей корпуса из фанеры
Собери
В конце нужно будет собрать корпус и расположить в нем всю электронику. Внимательно отнесись к проводам - у каждого должно быть свое место вдоль стенок, чтобы они не спутывались и не нужно было искать в хаосе нужный проводок :)
Что делать, если я не знаю, как моделировать?


Ниже увидишь кнопку, как только ты на неё нажмешь - попадешь на курс по моделированию в T-Flex CAD. Там тебя научат делать сложные модели на раз-два!


Пы.сы. тебе нужен только 3 модуль


Программист
Познакомься с электроникой
Стоит начать со знакомства с каждым элементом твоей электроники, прочитай на сайтах, которые были выше, о том, как их подключать и каким образом их можно программировать
Напиши код
Затем из кусочков собери полноценный код программы, которая бы обеспечивала автономную работу твоей установки
Спаяй
Чтобы обеспечить надежность твоей электроники, стоит спаять в нужных местах провода и уменьшить количество макетных проводов
Что делать, если я не знаю, как программировать?


Ниже увидишь кнопку, как только ты на неё нажмешь - попадешь на курс по программированию на arduino. Там тебя познакомят с этим замечательным микроконтроллером и расскажут основы языка С


Этап 3
Эксперимент
Ну что ж, пора проверить твой проект в действии! А для этого можно провести эксперимент. Давай вместе узнаем, как это сделать!
Как провести эксперимент?
  1. Поставь установку на солнечное место
  2. Проверь, поворачивается ли она за солнцем
  3. Запиши на SD, как быстро заряжается аккумулятор
  4. Попробуй зарядить от установки телефон
  5. Сделай графики зарядки-разрядки (напряжение от времени)

Этап 4
Защита
Самый волнительный этап - защита перед жюри, но не боись, если предыдущие этапы ты успешно преодолел, то этот точно не составит труда :)
Ниже ты увидишь кнопку, нажав на которую, попадешь на гугл-диск с шаблоном презентации и требованиями по презентации.


Пусть твое выступление поразит всех!

Критерии оценки результатов
Соответствие ТЗ
Твой кейс должен соответствовать всем пунктам технического задания. За каждый из пунктов будет начисляться определенное количество баллов.

Всего за критерий: 30 баллов
Командная работа
В течение работы над проектом, от начала до конца, будут проходить промежуточные проверки того, как ты и твоя команда работаете. Будут учитываться такие моменты, как быстро твоя команда решает поставленные задачи и как хорошо были распределены обязанности.

Всего за критерий: 30 баллов
Результаты эксперимента
Баллы можно будет получить за проведение самого эксперимента, который докажет работоспособность твоего проекта, и за результаты (графики, таблицы сравнения, видео), которые покажут в цифрах эффективность твоей работы

Всего за критерий: 20 баллов
Защита
Этим критерием будет оцениваться содержимое твоей презентации, насколько отражена суть проекта в ней и насколько команда разбирается в проекте

Всего за критерий: 20 баллов